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天線的輸入電抗和近區(qū)場(chǎng)儲(chǔ)能有何關(guān)系
我先是看到在“弱問天線輻射機(jī)理”一帖中看到lui1978的觀點(diǎn),觀點(diǎn)如下
引用第16樓lui1978于2008-05-14 14:48發(fā)表的 :
還是從天線的阻抗入手解決問題吧。
阻抗包括輻射電阻Rr、損耗電阻Rloss和輻射電抗X三部分,分別表征遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)、歐姆損耗和近區(qū)場(chǎng)三者的效應(yīng)。
遠(yuǎn)區(qū)的電、磁場(chǎng)分量同相,因此相除就是實(shí)數(shù)、表征輻射,即輻射電阻;
近區(qū)的電、磁場(chǎng)分量正交,因此相除就是虛數(shù)、表征儲(chǔ)能,即輻射電抗,符號(hào)為正,則為感性儲(chǔ)能,反之是容性儲(chǔ)能;
開始想覺得很有道理,可想久了就暈了。如果天線設(shè)計(jì)的剛好是一個(gè)輸入阻抗為純電阻時(shí),豈不是說近區(qū)場(chǎng)沒有儲(chǔ)能,沒有往復(fù)振蕩的能流了,真實(shí)情況是否可以是這樣?
反過來,天線的近區(qū)場(chǎng)往復(fù)振蕩的能流,如同諧振腔中的無功功率,感覺確實(shí)又可以由一個(gè)電抗值來表示,這個(gè)電抗值是天線的輸入電抗嗎?
還有就是天線輸入電抗值過高這有什么物理意義?是否意味著天線的近區(qū)場(chǎng)儲(chǔ)能會(huì)更多,造成該輻射的能量輻射不出去,能量停留在天線周圍不斷轉(zhuǎn)換,以致天線輻射效率降低?通過匹配是否可以達(dá)到消除電抗的目的,減少天線近區(qū)場(chǎng)的儲(chǔ)能讓它們輻射出去?
哎,我現(xiàn)在已經(jīng)完全昏了,明天還要考試,望各位大俠高手們能幫助小弟解決這些困惑,感激不盡!
網(wǎng)友回復(fù):
我突然又覺悟了,lui1978的關(guān)于電抗的理解我覺得是有道理的,但不完全對(duì),輸入電抗只貢獻(xiàn)儲(chǔ)能的一部分,還有其他因素影響儲(chǔ)能。
考慮一個(gè)稍短的半波長偶極子它是純電阻的輸入阻抗,這就是說此天線乃自諧振的,其輸入電抗X為0,如果按照天線輸入電抗是貢獻(xiàn)儲(chǔ)能全部的話,那么天線周圍應(yīng)該沒有無功儲(chǔ)能,根據(jù)Q值定義,Q=單位時(shí)間儲(chǔ)能/單位時(shí)間耗能=X/(Rr+RL)=中心頻率/頻帶寬度,這樣Q值不久為0了?然而顯然我們都知道半波振子屬于諧振天線有較高的Q值,那不是自相矛盾嗎?所以我認(rèn)為天線的輸入電抗只貢獻(xiàn)儲(chǔ)能的一部分,本身天線自己怎樣都會(huì)有儲(chǔ)能的,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中不可能又無限頻帶寬度的天線。即有一種可能:總儲(chǔ)能=天線結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)能(輸入電抗)+天線近區(qū)場(chǎng)的儲(chǔ)能。
我們可以進(jìn)一步的說明這個(gè)問題,當(dāng)我們把天線做小時(shí),不可避免的會(huì)使輸入電抗增加,這就導(dǎo)致天線結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)能增多,從而造成Q值變高,頻帶寬度減小。這些推論和實(shí)際情況吻合,說明天線的輸入電抗確實(shí)會(huì)對(duì)天線的儲(chǔ)能作出貢獻(xiàn),有著一定的聯(lián)系。同時(shí)我們可以分析一下小天線為何效率會(huì)變低,由于天線做小后在提高輸入電抗的同時(shí)會(huì)降低輻射電阻,而實(shí)際的天線都會(huì)有損耗RL,效率e=Rr/(Rr+RL),在Rr變小后,稍有損耗RL都會(huì)對(duì)效率有較大的影響。
有一個(gè)新的問題,那到底是什么因素影響著天線近區(qū)場(chǎng)的儲(chǔ)能,一個(gè)半波振子和彎曲雙錐V形天線,兩個(gè)同樣輸入電抗都可以為零,為什么V形天線具有低Q值,近區(qū)場(chǎng)只有小部分能量儲(chǔ)存,而半波振子則相反?是什么因素影響著近區(qū)場(chǎng)的能量儲(chǔ)存,是天線的結(jié)構(gòu)嗎?我覺得回答好這些問題會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)小天線會(huì)有幫助的。
各位大蝦高手們來看看小弟的問題吧,自問自答可沒意思啊,都是些粗淺見解歡迎拍磚啊
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